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Hintergrund der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung ist auf eine Zusammensetzung gerichtet, die
heterocyclische Stickstoffverbindungen in Kombination mit Glycolen
enthält,
die als eine Lösungsmittelquellung
verwendet werden können. Spezieller
ist die vorliegende Erfindung auf eine Zusammensetzung gerichtet,
die heterocyclische Stickstoffverbindungen in Kombination mit Glycolen
enthält,
die als eine Lösungsmittelquellung
verwendet werden können,
um harzartiges Material für
poröse
Texturierung sowie Entschmierung und Entfernung von harzartigem Material
von einem Substrat zu konditionieren.
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Beschichten
oder elektrochemisches Beschichten eines nicht-leitfähigen Substrats
mit einer kontinuierlichen Metallbeschichtung oder gemusterten oder
diskontinuierlichen Metallbeschichtung oder elektrochemisches Beschichten
ist in einer Vielzahl von Industrien und Anwendungen über viele
Jahre hinweg eingesetzt worden. Diese Substrate sind oftmals Verbundstoffsubstrate,
bestehend aus einer Harzschicht mit einer dünnen Metallfolie, die auf beiden
Seiten der Harzschicht laminiert oder plattiert ist, was den nicht-leitfähigen Kunststoff
hinterläßt, der
zwischen den zwei Metalloberflächen
angeordnet ist. Löcher
werden oftmals durch den Metallmantel und das Harz gebohrt, wobei
das Harz, wo die Löcher
gebohrt werden, exponiert wird. Die Verbundstoffsubstrate können, nachdem
sie metallplattiert wurden, verwendet werden, um Leiterplatten für elektrische
oder elektronische Anwendungen herzustellen.
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Löcher-bildende
Vorgänge
in Harz-enthaltenden Materialien führen oftmals zu der Schmierung
des Harzes über
die Innenwand oder Gehäuse
des Lochs. Diese Harz schmiere ist in erster Linie der Erzeugung oder
Nutzung von Temperaturen zuzuschreiben, die die überschreiten, bei denen sich
harzartige Komponenten während
des Lochbildungsprozesses zersetzen.
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Wo
Löcher
in Epoxy-imprägnierte
Faserglaslaminatmaterialien gebohrt werden, wie die, die eingesetzt werden,
um Leiterplatten herzustellen, erhöht die Reibung des Bohrers
gegen das Material die Temperatur des Bits. Oftmals werden Bohrertemperaturen
erzeugt, die die Zersetzungstemperatur von vielen Harzsystemen überschreiten.
Der Bohrer nimmt daher harzartige Komponenten auf seinem Lauf durch
das Material, das gebohrt wird, auf, und diese harzartige Ablagerung
wird in das Gehäuse
des Lochs geschmiert. Bei Laserbohrvorgängen, um Innenleiter in organischen
Isolierungssubstraten zu kontaktieren, kann sich eine ähnliche
harzartige Ablagerung oder Schmiere auf den exponierten Leiteroberflächen bilden.
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Während das
Problem von Harzschmiere in Lochwänden bei einigen Anwendungen
ignoriert werden kann, ist es manchmal unbedingt erforderlich, daß sie entfernt
wird, wie bei der Herstellung von Leiterplatten. Leiterplatten werden
für eine
Vielzahl von elektrischen Anwendungen verwendet und stellen den
Vorteil der Erhaltung von Gewicht und Raum bereit. Eine Leiterplatte
umfaßt
einen oder mehrere Schaltkreisschichten, wobei jede Schaltkreisschicht
voneinander durch eine oder mehrere Schichten aus dielektrischem
Material getrennt ist. Schaltkreisschichten werden gebildet durch
Mustern einer Kupferschicht auf einem polymeren Substrat. Gedruckte
Schaltungen werden dann auf den Kupferschichten durch Techniken
gebildet, die in der Technik allgemein bekannt sind, beispielsweise
Drucken und Ätzen,
um die Schaltkreisspuren zu definieren und zu erzeugen, das heißt, einzelne
Leiterbahnen in einem gewünschten
Schaltmuster. Wenn die Schaltkreismuster einmal gebildet sind, wird
ein Stapel gebildet, umfassend mehrere Schaltkreisschichten, die
durch eine dielektrische Schicht voneinander getrennt sind, typischerweise
ein Harz-enthaltendes
Material, wie Epoxy, Epoxy/Glas oder Polyimid. Wenn der Stapel einmal
gebildet ist, wird er Wärme
und Druck unterzogen, um die laminierte mehrschichtige Leiterplatte
zu bilden. Wenn eine solche mehrschichtige Leiterplatte hergestellt
wird, werden Löcher
in dem Harz-enthaltenden Material gebildet, die eine Vielzahl von
parallelen ebenen metallischen Leitern umfassen, wobei das Loch
senk recht zu zwei oder mehreren parallelen metallischen Leitern
ist und damit kommunizieren. Oftmals werden die Lochwände metallisiert,
um einen leitfähigen
Weg zwischen zwei oder mehreren der metallischen Leiter zu bilden.
In diesen Fällen
muß die
Harzschmiere aus den Lochwänden
durch die metallischen Leiter entfernt werden, wenn der leitfähige Kontakt
zwischen der metallisierten Lochwand und den metallischen Leitern
erreicht werden soll. Wenn daher Leiterplattenlöcher durch ein kupferplattiertes
Grundpolymersubstrat oder durch ein Laminat, enthaltend innere Leiterebenen,
wie in mehrschichtigen Leiterplatten, gebohrt werden, muß die Harzschmiere
auf den metallischen Oberflächen,
die den Wänden
der Löcher
ausgesetzt sind, entfernt werden, um die genaue Funktion der metallisierten
oder plattierten Durchgangslöcher
zu erreichen.
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Plattierte
Durchgangslöcher,
wie oben beschrieben, sind als elektrische Verbindungen zwischen
Leiterplatten mit metallischen Leitern auf beiden Seiten des harzartigen
oder plastischen Laminats oder zwischen zwei oder mehreren der verschiedenen
Ebenen und Oberflächenleiterschichten
in mehrschichtigen Platten nützlich.
Die elektrische und mechanische Integrität, die für diese Funktion erforderlich
ist, kann nur durch Sichern der vollständigen Entfernung von harzartigen
Materialien von dem gesamten Innenumfang des Anteils des metallischen
Leiters, der durch das Loch exponiert wird, erreicht werden.
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Zahlreiche
Verfahren sind zur Entfernung von Harzschmiere bekannt. Beispielsweise
wird weitgehend Plasma verwendet, das harzartige Komponenten durch
Verdampfung entfernt. Ein anderer Ansatz ist ein mechanischer und
umfaßt
das Kanalisieren eines trockenen oder nassen Stroms aus Schleifkörnern durch
diese Löcher.
Ein ähnliches
Verfahren nutzt hydraulischen Druck, um eine dicke Aufschlämmung aus
Schleifmaterial durch die Löcher
zu drücken.
Jedoch sind diese mechanischen Verfahren langsam und schwierig zu
kontrollieren, und die vollständige
Entfernung der Schmiere in allen Löchern in einer vorhandenen
Leiterplatte ist schwer erreichbar.
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Chemische
Verfahren werden verwendet, um Löcher
zu entschmieren, die während
der Herstellung von Leiterplatten gebildet werden. Das bekannteste
chemische Ver fahren ist die Behandlung mit einer Permanganatlösung, wie
Kalium- oder Natriumpermanganat. Im allgemeinen sind diese Permanganatlösungen alkalisch.
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Permanganatbehandlung
wird ebenso verwendet, um die Oberfläche von harzartigem Material
zu texturieren oder mikroaufzurauhen, wie Nichtleiter, die bei der
Herstellung von gedruckten Verdrahtungsplatten bzw. Leiterplatten
verwendet werden. Während
man nicht an eine Theorie gebunden sein möchte, sollen diese texturierten
Oberflächen
die Metallhaftung, speziell Kupfer, an harzartigem Material verbessern.
Harzartige Materialien zeigen eine relativ schlechte Affinität für Metall,
und um eine stärkere
Bindung zwischen einem harzartigen Substrat und einer metallischen
Beschichtung zu fördern,
greift die Technik häufig
auf Mirkoaufrauhen oder Texturieren der harzartigen Oberfläche zurück, um Verriegeln
oder Verzahnen zwischen der Oberfläche und einer Metallbeschichtung
bereitzustellen. Daher ist das Texturieren von harzartigem Material
unter Permanganatbehandlung beim Erhalt einer Metallbeschichtung
auf dem harzartigen Material wichtig.
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Die
Permanganatbehandlung umfaßt
drei unterschiedliche Behandlungslösungen, die nacheinander verwendet
werden. Sie sind (1) eine Lösungsmittelquellungslösung, (2)
eine Permanganatentschmierlösung und
(3) eine Neutralisationslösung.
Eine gedruckte Verdrahtungsplatte bzw. Leiterplatte wird in jede
Lösung mit
Wasserspülbädern, die
zwischen jeder dieser drei Behandlungslösungen eingesetzt werden, eingetaucht oder
anderweitig ausgesetzt.
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Die
Lösungsmittelquellungslösung oder
-zusammensetzung enthält
typischerweise ein organisches Lösungsmittel
oder ein Gemisch aus Lösungsmitteln,
was das harzartige Material für
die Entfernung durch Permanganat zugänglicher macht. Diese Lösungsmittelquellzusammensetzungen
sind im allgemeinen alkalisch. Beispielsweise offenbart die Europäische Patentanmeldung
EP 454 929 (Retallick et
al.) ein Verfahren zur Verbesserung der Haftung von Metall an ein
Polyimidsubstrat durch erstes Kontaktieren des Substrats mit einer Zusammensetzung
aus Wasser, Butylcarbitol, Ethylenglycol und Natriumhydroxid, d.
h. Lösungsmittelquellung,
gefolgt vom Kontakt mit einer wässerigen
alkalischen Permanganatlösung.
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US-Patent
Nr. 5,985,040 (Carano et al.) offenbart einen Permanganattexturierschritt
bei der Herstellung von gedruckten Verdrahtungsplatten bzw. Leiterplatten
unter Verwendung einer Lösungsmittelquellzusammensetzung
aus etwa 10 bis etwa 30 Vol.-% gamma-Butyrolacton und etwa 70 bis
etwa 90 Vol.-% der heterocyclischen Stickstoffverbindung N-Methyl-2-pyrrolidon.
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US-Patent
Nr. 5,015,339 (Pendleton) offenbart einen Permanganattexturierschritt
bei der Herstellung von gedruckten Verdrahtungsplatten bzw. Leiterplatten.
In dem '339-Patent wird ein Lösungsmittelquellungsschritt
unter Verwendung einer Zusammensetzung, enthaltend ein Alkalimetallhydroxid
und Glycolether oder anderes Lösungsmittel,
wie N-Methylpyrrolidon („NMP"), offenbart. Die
bevorzugte Kombination ist ein Alkalimetallhydroxid und ein Glycolethergemisch.
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US-Patent
Nr. 4,086,128 (Sugio et al.) offenbart eine Vielzahl von Lösungsmitteln
zum Quellen von harzartigen Materialien vor einem Wasserstoffperoxid-
und Schwefelsäureätzschritt.
Diese Lösungsmittel
umfassen Alkohole, Säuren
und Acetate.
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Kommerziell
erhältliche
nicht-wässerige
100%ige Lösungsmittelquellzusammensetzungen,
enthaltend ein Gemisch aus NMP und Ethylenglycolbutylether, stellen
gute Texturierung auf konventionellen Materialien vom FR-4-Typ bereit,
die eine Tg von etwa 135°C
aufweisen. Jedoch ist eine Standardharzentschmierung bei Betriebstemperaturen
mit Materialien mit hoher Tg schlecht. Ebenso weisen diese Formulierungen niedrige
Flammpunkte von etwa 60°C
auf, und werden bevorzugt in den Vorgängen nicht eingesetzt, wo die Temperaturen
etwa 50°C überschreiten.
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In
einem Versuch, den Herstellungsdurchsatz, speziell von gedruckten
Verdrahtungsplatten bzw. Leiterplatten zu erhöhen, sind Wege gesucht worden,
um die Zahl der Verfahrensschritte, die Zeit von jedem Verfahrensschritt
oder beides zu verringern. Das Verringern der Zeit von jedem Verfahrensschritt
ist für
horizontale Verfahren zur Herstellung von Leiterplatten im Gegensatz
zu vertikalen Verfahren besonders wichtig. Horizontale Verfahren
sind teurer als vertikale Verfahren aufgrund der Verwendung von
teurer Ausrüstung.
Daher sind die Lösungsmittelquell-
und Permanganatquellzeiten auf dem Harzmaterial in horizontalen
Verfahren kürzer als
in vertikalen Verfahren. Die Lösungsmittelquellung
und Permanganat müssen
das Harz innerhalb eines kürzeren
Zeitraums effektiv entschmieren und texturieren, d. h. weniger als
etwa 60 Minuten für
ein vertikales Verfahren und weniger als etwa 15 Minuten für ein horizontales
Verfahren. Ebenso weisen viele Harzmaterialien, die bei der Herstellung
von Leiterplatten stark wünschenswert
sind, hohe Tg-Werte auf, wie etwa 150°C bis etwa 180°C oder mehr,
und sind gegen viele Lösungsmittelquellungs- und Texturierzusammensetzungen chemisch
resistent. Diese Harze mit hoher Tg sind zur Verwendung in Sequential-Build-up-Anwendungen („SBU"-Anwendungen) besonders
geeignet. Daher besteht die Notwendigkeit für Lösungsmittelquellungstechniken,
die die Entfernungs- oder Ätzrate
von harzartigem Material effektiv erhöhen, und die eine gründlichere Entfernung
von harzartigem Material ermöglichen.
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Wie
zuvor erwähnt,
verbessert die Texturierung die Haftung zwischen einem Harzmaterial
und einer Metallbeschichtung. Schlechte Haftung zwischen Harzen
und der Metallbeschichtung ermöglicht
unterschiedliche dimensionale Veränderungen mit der Temperatur,
was zu Verziehen, Blasenbildung und Zerbrechen des metallisierten
Produktes führen
kann. Folglich ist die starke Haftung zwischen einem Harzsubstrat
und einer Metallschicht für
jede Anwendung wesentlich, bei der das Produkt signifikanten Temperaturfluktuationen
unterzogen wird. Wichtiger ist die starke Haftung zwischen den Harzen
und den Metallschichten so, daß die
Delaminierung während
der Verwendung des Produktes nicht auftritt. Dadurch wird das Leben
des Produktes verlängert.
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Folglich
besteht die Notwendigkeit für
Lösungsmittelquelltechniken,
die Harze schnell entschmieren, und die bei der wesentlichen Erhöhung der
Texturierung von harzartigem Material wirksam sind, um die Haftung
zwischen einem harzartigen Material und einer Metallschicht zu verbessern.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung wird in ihren verschiedenen Aspekten in den
anhängenden
Ansprüchen dargestellt.
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Die
vorliegende Erfindung ist auf eine Lösungsmittelquellzusammensetzung
gerichtet, enthaltend eine heterocyclische Stickstoffverbindung
in Kombination mit einem Glycol, und ein Verfahren zur Verwendung
der Zusammensetzung, um ein harzartiges Substrat zu behandeln, so
daß die
Lösungsmittelquellung
das harzartige Substrat zur Texturierung oder Mikroaufrauhung mit
einem Ätzmittel
konditioniert. Zusätzlich
zu einer heterocyclischen Stickstoffverbindung und einem Glycol
können
die Lösungsmittelquellungen
der vorliegenden Erfindung ebenso Wasser, ein Lösungsmittel mit hohem Flammpunkt
oder Gemische davon enthalten.
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Vorteilhafterweise
enthalten die heterocyclische Stickstoffverbindung und die Glycol-enthaltenden Lösungsmittelquellzusammensetzungen
eine heterocyclische Stickstoffverbindung und Glycol in ausreichenden Mengen,
um ein harzartiges Substrat zu konditionieren, so daß das Kontaktieren
des konditionierten harzartigen Substrats mit einem Ätzmittel
poröse
Texturierung des harzartigen Substrats bereitstellt. Das poröse harzartige
Substrat stellt ein mechanisches Mittel bereit, durch das ein abgeschiedenes
Metall an die harzartige Oberfläche
ankern kann, um eine Bindung mit hoher Integrität mit dem Harz zu bilden. Eine
solche Bindung mit hoher Integrität verhindert Verziehen, Blasenbildung
und Zerbrechen des metallisierten Substrats. Die Metallharzbindung
spaltet sich ebenso nicht ohne weiteres auf.
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Außerdem stellen
die heterocyclische Stickstoffverbindung und die Glycol-enthaltenden
Lösungsmittelquellzusammensetzungen
und Verfahren der vorliegenden Erfindung wirksame Entschmierung
und Entfernung des harzartigen Materials von einem Substrat bereit.
Die vorliegende Erfindung ist zur Verwendung mit harzartigem Material,
das bei der Herstellung von gedruckten Verdrahtungsplatten bzw.
Leiterplatten verwendet wird, besonders nützlich.
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Vorteilhafterweise
können
die Lösungsmittelquellzusammensetzungen
und Verfahren sowohl in horizontalen als auch vertikalen Verfahren
zur Herstellung von Leiterplatten effektiv eingesetzt werden. Die Lösungsmittelquellzusammensetzungen
können über kurze
Quellzeiten eingesetzt werden, wodurch stark geeignete Lösungsmittelquellzusammensetzungen
und Verfahren für
horizontale Herstellungsverfahren von Leiterplatten bereitgestellt
werden. Ebenso können
die Lösungsmittelquellzu sammensetzungen
und Verfahren effektiv verwendet werden, um Harze mit sowohl hoher
als auch niedriger Tg zu texturieren und zu entschmieren.
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Ein
Hauptgegenstand der vorliegenden Erfindung ist, eine Zusammensetzung
bereitzustellen, die eine Stickstoffverbindung in Kombination mit
einem Glycol enthält,
die ein harzartiges Material so konditioniert, daß das harzartige
Material mit einem Ätzmittel
porös texturiert
wird.
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Ein
anderer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, eine Zusammensetzung
bereitzustellen, die eine heterocyclische Stickstoffverbindung in
Kombination mit einem Glycol enthält, die harzartiges Material
von einem Substrat entfernt.
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Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, eine Lösungsmittelquellzusammensetzung bereitzustellen,
die Harz über
kurze Quellzeiten texturiert und entschmiert.
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Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, ein Verfahren
zur porösen
Texturierung von harzartigem Material eines Substrats bereitzustellen,
einschließlich
der Schritte des ersten Kontaktierens des harzartigen Materials
mit einer Zusammensetzung, einschließlich einer heterocyclischen
Stickstoffverbindung in Kombination mit einem Glycol; und dann Kontaktieren
des harzartigen Materials mit einer Ätzzusammensetzung.
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Noch
ein anderer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, ein Verfahren
zum Entschmieren von Harz von den Innenwänden von Löchern, die in harzartigen Substraten
gebildet werden, bereitzustellen, einschließlich der Schritte des ersten
Kontaktierens des harzartigen Substrats mit einer Zusammensetzung,
einschließlich
einer heterocyclischen Stickstoffverbindung in Kombination mit einem
Glycol; und dann Kontaktieren des harzartigen Substrats mit einer Ätzzusammensetzung.
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Weitere
Vorteile und Gegenstände
können
durch den Fachmann nach dem Lesen der folgenden ausführlichen
Beschreibung und der anhängenden
Ansprüche
ermittelt werden.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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1A–B sind
Elektronenmikroskopaufnahmen, aufgenommen bei 2000X, eines Isola
E117 Harzmaterials (1A) und eines Polyclad® 370
Harzmaterials (1B), behandelt mit einer Lösungsmittelquellung, enthaltend
10 Vol.-% N-Methyl-2-pyrrolidon mit dem Rest Wasser;
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2A–B sind
Elektronenmikroskopaufnahmen, aufgenommen bei 2000X, eines Isola
E117 Harzmaterials (2A) und eines Polyclad® 370
Harzmaterials (2B), behandelt mit einer Lösungsmittelquellung, enthaltend
20 Vol.-% N-Methyl-2-pyrrolidon mit dem Rest Wasser;
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3A–B sind
Elektronenmikroskopaufnahmen, aufgenommen bei 2000X, eines Isola
E117 Harzmaterials (3A) und eines Polyclad® 370
Harzmaterials (3B), behandelt mit einer Lösungsmittelquellung, enthaltend
30 Vol-% N-Methyl-2-pyrrolidon und Rest Wasser;
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4A–B sind
Elektronenmikroskopaufnahmen, aufgenommen bei 2000X, eines Isola
E117 Harzmaterials (4A) und eines Polyclad® 370
Harzmaterials (4B), behandelt mit einer Lösungsmittelquellung, enthaltend
40 Vol.-% N-Methyl-2-pyrrolidon und Rest Wasser;
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5A–B sind
Elektronenmikroskopaufnahmen, aufgenommen bei 2000X, eines Isola
E117 Harzmaterials (5A) und eines Polyclad® 370
Harzmaterials (5B), behandelt mit einer Lösungsmittelquellung, enthaltend
50 Vol.-% N-Methyl-2-pyrrolidon und Rest Wasser;
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6 ist
eine Elektronenmikroskopaufnahme, aufgenommen bei 2000X, eines Isola
E117 Harzmaterials, behandelt mit einer Lösungsmittelquellung aus 100
Vol.-% Diethylenglycolmonobutylether;
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7A–B sind
Elektronenmikroskopaufnahmen, aufgenommen bei 2000X, eines Isola
E117 Harzmaterials (7A) und eines Polyclad® 370
Harzmaterials (7B), behandelt mit Standardentschmierchemie;
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8A–C sind
Elektronenmikroskopaufnahmen, aufgenommen bei 2000X, eines Isola
E104 Harzmaterials (8A), eines Isola E117 Harzmaterials
(8B), eines Polyclad® 370
Harzmaterials (8C), behandelt mit einer Lösungsmittelquellung,
enthaltend 40 Vol.-% Ethylenglycolmonophenylether/40 Vol.-% N-Methyl-2-pyrrolidon
und Rest Wasser;
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9A–D sind
Elektronenmikroskopaufnahmen, aufgenommen bei 2000X eines Isola
E104 Harzmaterials (9A), eines Isola E117 Harzmaterials
(9B), eines Nelco® 4000-6
Harzmaterials (9C) und eines Polyclad® 370
Harzmaterials (9D), behandelt mit einer Lösungsmittelquellung,
enthaltend 10 Vol.-% Ethylenglycolmonophenylether/20 Vol.-% N-Methyl-2-pyrrolidon
und Rest Wasser;
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10A–D
sind Elektronenmikroskopaufnahmen, aufgenommen bei 2000X, eines
Isola E104 Harzmaterials (10A),
eines Isola E117 Harzmaterials (10B),
eines Nelco® 4000-6
Harzmaterials (10C) und eines Polyclad® 370
Harzmaterials (10D), behandelt mit einer Lösungsmittelquellung,
enthaltend 20 Vol.-% Ethylenglycolmonophenylether/20 Vol.-% N-Methyl-2-pyrrolidon
mit dem Rest Wasser;
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11A–D
sind Elektronenmikroskopaufnahmen, aufgenommen bei 2000X, eines
Isola E104 Harzmaterials (11A),
eines Isola E117 Harzmaterials (11B),
eines Nelco® 4000-6
Harzmaterials (11C) und eines Polyclad® 370
Harzmaterials (11D), behandelt mit einer Lösungsmittelquellung,
enthaltend 20 Vol.-% Ethylenglycolmonophenylether/40 Vol.-% N-Methyl-2-pyrrolidon
mit dem Rest Wasser; und
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12A–D
sind Elektronenmikroskopaufnahmen, aufgenommen bei 2000X, eines
Isola E104 Harzmaterials (12A),
eines Isola E117 Harzmaterials (12B),
eines Nelco® 4000-6
Harzmaterials (12C) und eines Polyclad® 370
Harzmaterials (12D), behandelt mit einer Lösungsmittelquellung,
enthaltend 40 Vol.-% Ethylenglycolmonophenylether/20 Vol.-% N-Methyl-2-pyrrolidonlösung.
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Ausführliche
Beschreibung der Erfindung
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Wir
durch diese Beschreibung hindurch verwendet, wiesen die nachstehend
angegebenen Abkürzungen
die folgenden Bedeutungen auf, wenn nicht anderweitig im Kontext
deutlich angegeben: g = Gramm; mg = Milligramm; cm = Zentimeter;
DI = deionisiert; °C
= Grad Celsius; M = molar; g/l = Gramm pro Liter; bv = bezogen auf
das Volumen; Gew.-% = Gewichtsprozent; und Tg = Glasübergangstemperatur.
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Die
Ausdrücke „Leiterplatte" und „gedruckte
Verdrahtungsplatte" werden
austauschbar durch diese Beschreibung hindurch verwendet. Der Ausdruck „Alkyl" oder „Alkan" bezieht sich auf
lineares, verzweigtes oder cyclisches Alkyl oder Alkan. Ebenso bezieht
sich der Ausdruck „Alkenyl" oder „Alken" auf lineares, verzweigtes
oder cyclisches Alkenyl oder Alken. Alle Mengen beziehen sich auf
das Volumen, wenn nicht anders angegeben. Alle Zahlenbereiche sind
einschließlich
und kombinierbar.
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Die
erfindungsgemäßen Lösungsmittelquellzusammensetzungen
umfassen eine heterocyclische Stickstoffverbindung in Kombination
mit einem Glycol. Die Lösungsmittelquellzusammensetzungen
werden eingesetzt, um ein harzartiges Material zu konditionieren
oder zu behandeln, so daß das
harzartige Material im wesentlichen texturiert oder mikroaufgerauht
wird, wenn das konditionierte oder behandelte harzartige Material
geätzt
wird. Die Lösungsmittelquellzusammensetzungen,
die eingesetzt werden können,
umfassen eine heterocyclische Stickstoffverbindung in Kombination
mit einem Glycol in ausreichenden Mengen, um ein harzartiges Material
zu konditionieren, so daß beim Ätzen des
konditionierten harzartigen Materials eine poröse Textur darauf gebildet wird.
Porös,
wie innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung definiert,
bedeutet einen Zustand eines festen Körpers, der von kleinen offenen
Räumen
durchdrungen ist, die mit einer Flüssigkeit oder einem Gas gefüllt sind.
Die Porosität
(P) kann als Prozentsatz des offenen Raums in dem Gesamtvolumen
ausgedrückt
werden. Die heterocyclische Stickstoffverbindung und Glycollösungsmittelquellung
der vorliegenden Erfindung stellen eine Porosität von mindestens etwa 60 %
bereit. Bevorzugt stellt die vorliegende Erfindung eine Porosität von mindestens
etwa 75 %, am stärksten
bevorzugt etwa 85 % bis etwa 95 % bereit. Ebenso kann die vorliegende
Erfindung heterocyclische Stickstoffverbindungen in Kombination
mit Glycolen in ausreichenden Mengen einsetzen, um harzartiges Material
zum Entschmieren und Entfernen des harzartigen Materials von Entschmieren
und Entfernen des harzartigen Materials von einem Substrat zu konditionieren.
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Die
heterocyclischen Stickstoffverbindungen der vorliegenden Erfindung,
die ein harzartiges Material zur porösen Texturierung und/oder Entschmierung
von harzartigem Material von einem Substrat konditionieren können, sind
auf fünfgliedrige
Ringpyrrolidone und fünfgliedrige
Ringpyrrolidine beschränkt.
Beispiele von solchen Pyrrolidonen umfassen N-Methyl-2-pyrrolidon,
2-Pyrrolidon, N-Ethyl-2-pyrrolidon, N-Cyclohexyl-2-pyrrolidon, N-Dodecyl-2-pyrrolidon,
N-(2-Hydroxyethyl)-2-pyrrolidon, 1,5-Dimethyl-2-pyrrolidon, 3,3-Dimethyl-2-pyrrolidon
und dergleichen. Beispiele von solchen Pyrrolidinen umfassen Pyrrolidin,
1,2-Dimethylpyrrolidin, 2,5-Dimethypyrrolidin und dergleichen. Lösungsmittelquellungen
der vorliegenden Erfindung können
Gemische aus den oben offenbarten heterocyclischen Stickstoffverbindungen
enthalten. Die Pyrrolidonverbindungen sind gegenüber den Pyrrolidinen bevorzugt.
Die am stärksten
bevorzugten sind die Verbindungen N-Methyl-2-pyrrolidon und N-(2-Hydroxyethyl)-2-pyrrolidon.
N-(2-Hydroxyethyl)-2-pyrrolidon ist besonders bevorzugt, da N-(2-Hydroxyethyl)-2-pyrrolidon
einen hohen Flammpunkt von etwa 174°C aufweist und kein entzündliches
Risiko während
der Leiterplattenherstellung darstellt. Andere geeignete Lösungsmittel
mit hohem Flammpunkt, die in der Praxis der vorliegenden Erfindung
eingesetzt werden können,
werden nachstehend offenbart.
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Glycole,
die in den Lösungsmittelquellungen
der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können, sind die Glycolphenylether.
Die am stärksten
bevorzugten sind Ethylenglycolmonophenylether, Ethylenglycoldiphenylether,
Propylenglycolmonophenylether, Propylenglycoldiphenylether und Dipropylenglycolmonophenylether.
Ethylenglycolmonophenylether und Propylenglycolmonophenylether sind
besonders bevorzugt aufgrund ihrer hohen Flammpunkte von etwa 121°C bzw. etwa
120°C. Lösungsmittelquellungen
der vorliegenden Erfindung können
Gemische aus den oben offenbarten Glycolen enthalten.
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Obwohl
viele Glycolphenylether bei Raumtemperatur Flüssigkeiten sind, lösen sie
sich nicht gut in wässerigen
Lösungen
oder vielen organischen Lösungsmitteln,
die in Lösungsmittelquellzusammensetzungen eingesetzt
werden. Vorteilhafterweise machen heterocyclische Stickstoffverbindungen
der vorliegenden Erfindung die Glycolphenylether ohne weiteres löslich, so
daß die
Lösungsmittelquelleigenschaften
der Glycolphenylether optimiert werden können. Bevorzugte heterocyclische
Stickstoffverbindungen, die ohne weiteres viele der Glycolphenylether
löslich
machen, sind die Pyrrolidonverbindungen. Besonders bevorzugte Pyrrolidone zum
Löslichmachen
von Glycolphenylethern sind N-Methyl-2-pyrrolidon und N-(2-Hydroxyethyl)-2-pyrrolidon.
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Zusätzlich zu
den definierten heterocyclischen Stickstoffverbindungen und den
Glycolen können
die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
Lösungsmittel
mit hohem Flammpunkt umfassen, wobei Beispiele davon oben offenbart
werden. Lösungsmittel
mit hohem Flammpunkt innerhalb des Umfangs der Erfindung weisen
einen Flammpunkt (F.p.) von mindestens etwa 100°C auf. Bevorzugt liegen die
Flammpunkte von Lösungsmitteln
mit hohem Flammpunkt innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung
in dem Bereich von etwa 120°C
bis etwa 180°C.
Beispiele von geeigneten Lösungsmitteln
mit hohem Flammpunkt umfassen Alkylencarbonate, wie Ethylencarbonat
(F.p. = etwa 160°C),
Propylencarbonat (F.p. = etwa 132°C)
und dergleichen, sind aber nicht darauf beschränkt. Lösungsmittel mit hohem Flammpunkt
sind in Lösungsmittelquellzusammensetzungen
stark wünschenswert,
da diese Lösungsmittel
kein entzündliches
Risiko während
der Leiterplattenherstellung darstellen. Daher können Lösungsmittel mit hohem Flammpunkt
in Lösungsmittelquellungen
einbezogen sein, die heterocyclische Verbindungen mit Glycolen in
ausreichenden Mengen enthalten, um das entzündliche Risiko während der
Leiterplattenherstellung abzuhalten. Bevorzugt können Lösungsmittel mit hohem Flammpunkt
in den Lösungsmittelquellungen
in Mengen von etwa 2 Vol.-% bis etwa 45 Vol.-%, stärker bevorzugt
etwa 10 Vol.-% bis etwa 30 Vol.-%, am stärksten bevorzugt etwa 15 Vol.-%
bis etwa 25 Vol.-%, eingesetzt werden. Viele dieser Lösungsmittel
mit hohem Flammpunkt sind kommerziell erhältlich und werden ohne weitere
Reinigung verwendet.
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Die
Komponenten der Lösungsmittelquellzusammensetzungen
der vorliegenden Erfindung sind in ausreichenden Mengen enthalten,
um ein harzartiges Material zur porösen Texturierung und/oder Entschmierung
eines harzartigen Materials von einem Substrat zu konditionieren.
Heterocyclische Stickstoffverbindungen können aus etwa 5 Vol.-% bis
etwa 99 Vol.-% der Lösungsmittelquellung
bestehen, und Glycole können aus
etwa 1 Vol.-% bis etwa 95 Vol.-% der Lösungsmittelquellung bestehen.
Bevorzugt können
die heterocyclische Stickstoffverbindungen aus etwa 15 Vol.-% bis
etwa 85 Vol.-% der Lösungsmittelquellung
bestehen. Stärker
bevorzugt bestehen die definierten heterocyclischen Stickstoffverbindungen
aus etwa 20 Vol.-% bis etwa 70 Vol.-%, am stärksten bevorzugt aus etwa 30
Vol.-% bis etwa 50 Vol.-% einer Lösungsmittelquellung. Bevorzugt
bestehen die Glycolphenylether aus etwa 15 Vol.-% bis etwa 85 Vol.-%
der Lösungsmittelquellung. Stärker bevorzugt
bestehen die Glycolphenylether aus etwa 20 Vol.-% bis etwa 80 Vol.-%,
am stärksten
bevorzugt etwa 50 Vol.-% bis etwa 70 Vol.-% der Lösungsmittelquellung.
Wenn die Lösungsmittelquellung
nicht aus 100 Vol.-% einer heterocyclischen Stickstoffverbindung
in Kombination mit einem Glycol besteht, umfaßt der Rest der Lösungsmittelquellung
Wasser und/oder ein oder mehrere Lösungsmittel mit hohem Flammpunkt. Zusätzlich zu
dem Wasser und/oder einem oder mehreren Lösungsmitteln mit hohem Flammpunkt
kann ein optionales Benetzungsmittel eingesetzt werden, wie nachstehend
erläutert.
Wenn ein Glycolalkylether in der Lösungsmittelquellung zusätzlich zu
der heterocyclischen Stickstoffverbindung eingesetzt wird, wird
Wasser und/oder ein Lösungsmittel
mit hohem Flammpunkt zugegeben. Eine bevorzugte Lösungsmittelquellung
enthält
etwa 20 Vol.-% bis etwa 40 Vol.-% einer Pyrrolidonverbindung in
Kombination mit etwa 10 Vol.-% bis etwa 40 Vol.-% eines Glycols,
speziell ein Glycolphenylether, mit dem Rest Wasser und/oder einem
Lösungsmittel mit
hohem Flammpunkt. Besonders bevorzugte Lösungsmittelquellzusammensetzungen
enthalten etwa 30 Vol.-% bis etwa 40 Vol.-% N-Methyl-2-pyrrolidon
oder N-(2-Hydroxyethyl)-2-pyrrolidon
in Kombination mit etwa 30 Vol.-% bis etwa 40 Vol.-% Ethylenglycolmonophenylether
oder Propylenglycolmonophenylether mit dem Res Wasser und/oder einem
Lösungsmittel
mit hohem Flammpunkt.
-
Die
Lösungsmittelquellzusammensetzungen
der vorliegenden Erfindung können
gegebenenfalls ein oder mehrere Benetzungsmittel umfassen. Geeignete
Benetzungsmittel umfassen anionische, kationische und nicht-ionische
oberflächenaktive
Mittel und bevorzugt kationische und nicht-ionische oberflächenaktive Mittel,
sind aber nicht darauf beschränkt.
Wenn diese Benetzungsmittel verwendet werden, können sie in einer Menge von
etwa 0,1 bis etwa 10 Gew.-% vorliegen. Spezielle Mengen eines oberflächenaktiven
Mittels können ohne
weiteres durch einen Fachmann mit minimalen Experimenten bestimmt
werden. Bevorzugt sind solche Benetzungsmittel nicht in den Lösungsmittelquellzusammensetzungen
enthalten.
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Die
Komponenten der Lösungsmittelquellzusammensetzungen
der vorliegenden Erfindung können zusammen
durch jedes geeignete Verfahren oder Mischvorrichtung, die in der
Technik bekannt ist, gemischt werden. Eine oder mehrere der definierten
heterocyclischen Stickstoffverbindungen kann/können mit einem oder mehreren
der Glycole und Wasser oder einem Lösungsmittel mit hohem Flammpunkt
gemischt werden. Wenn die gewünschte
Zusammensetzung nicht mischbar ist, kann ein Benetzungsmittel in
ausreichender Menge zugegeben werden, um die Komponenten in der
Lösungsmittelquellung
zu dispergieren.
-
Die
Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung können verwendet werden, um eine
Vielzahl von harzartigen Materialien vor einem anschließenden Harzentfernungsschritt
zu quellen, wie Epoxyharze, andere hitzehärtbare Kunststoffe, thermoplastische
Kunststoffe und Gemische davon. Die Harze können ebenso Verstärkungsmaterialien,
wie organische und anorganische Fasern oder Gewebefaserkleidung
umfassen. Die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung können eingesetzt
werden, um konventionelles Harz zu quellen. Bevorzugt werden die
erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
eingesetzt, um Harze mit hoher Tg zu konditionieren. Unter „Harz mit
hoher Tg" ist zu
verstehen, daß die
Glasübergangstemperatur
des Harzes etwa 150°C
oder mehr beträgt.
Solche Harze mit hoher Tg sind zur Verwendung in Sequential-Build-Up-Anwendungen
(„SBU"-Anwendungen) besonders
geeignet.
-
In
Abhängigkeit
der speziellen Verwendung und ausgewählten Verfahrensbedingungen
kann ein breiter Bereich an Harzen gemäß der vorliegenden Erfindung
gequollen werden. Die vorliegende Erfindung ist für das Quellen
von harzartigen Materialien besonders geeignet, welche bei der Herstellung
von gedruckten Verdrahtungsplatten bzw. Leiterplatten, wie FR-4-Platten,
verwendet werden. Geeignete Harze umfassen Epoxyharze, wie difunktionelle
und multifunktionelle Epoxyharze, Polyimidharze, Cyanatesterharze,
Bismaleimidtriazinharze („BT"-Harze), harzbeschichtete
Kupfermaterialien („RCC"), Epoxy/Polyphenylenoxidharze
und dergleichen sowie Verbundstoffe davon, sind aber nicht darauf
beschränkt.
Die vorliegende Erfindung kann ebenso beim Quellen anderer Harze
nützlich
sein, wie Acrylnitrilbutadienstyrol, Polycarbonate („PC"), Polyphenylenoxide
(„PPO"), Polyphenylenether
(„PPE"), Polyphenylensulfide
(„PPS"), Polysulfone („PS"), Polyamide, Polyester,
wie Polyethylenterephthalat („PET") und Polybutylenterephthalat
(„PBT"), Polyetheretherketone („PEEK"), Flüssigkristallpolymere,
Polyurethane, Polyetherimide und Verbundstoffe davon, sind aber
nicht darauf beschränkt.
-
Das
harzartige Material kann auf einem Substrat, wie eine gedruckte
Verdrahtungsplatte bzw. Leiterplatte, oder einer Innenschicht für eine gedruckte
Verdrahtungsplatte bzw. Leiterplatte verteilt werden. Das harzartige
Material wird dann mit der Lösungsmittelquellung
der vorliegenden Erfindung kontaktiert. Ein solcher Kontakt kann
durch jedes Mittel erfolgen, wie Eintauchen des harzartigen Materials
oder eines Substrats, enthaltend das harzartige Material, in einen
Behälter,
enthaltend die vorhandene Lösungsmittelquellung,
oder durch Sprühen
der vorhandenen Lösungsmittelquellung
auf das harzartige Material, oder durch eine Kombination aus Eintauchen
und Sprühen.
Die vorliegende Erfindung kann vorteilhafterweise in entweder vertikalen oder
horizontalen Systemen verwendet werden.
-
Das
harzartige Material kann mit den vorhandenen Zusammensetzungen für einen
Zeitraum von bis zu etwa 30 Minuten kontaktiert werden. Der tatsächliche
Zeitraum hängt
von dem speziellen Harz, der heterocyclischen Stickstoffverbindung
und dem verwendeten Glycol, jeder zusätzlichen Komponente, wie Wasser oder
Lösungsmittel
mit hohem Flammpunkt, in der Zusammensetzung, der Temperatur der
Zusammensetzung, der Menge des harzartigen Materials, das texturiert
oder entfernt werden soll, dem Verarbeitungssystem, d. h. horizontal
oder vertikal, und dergleichen ab. Bevorzugt beträgt der Zeitraum
etwa 30 Sekunden bis etwa 30 Minuten, stärker bevorzugt etwa 90 Sekunden
bis etwa 10 Minuten. Die erfindungsgemäßen Lösungsmittelquellzusammensetzungen
können
bei einer breiten Vielzahl von Temperaturen verwendet werden. Die
tatsächlich
verwendete Temperatur hängt
von den speziellen Komponenten, die in der Lösungsmittelquellung eingesetzt
werden, und der Konzentrationen dieser Komponenten ab. Die vorhandenen
Zusammensetzungen können
bei etwa 20 bis etwa 95°C,
und bevorzugt etwa 25 bis etwa 85°C
verwendet werden.
-
Wenn
das harzartige Material mit den erfindungsgemäßen Lösungsmittelquellzusammensetzungen für einen
ausreichenden Zeitraum kontaktiert wird, um das harzartige Material
zu quellen und das harzartige Material zur Texturierung zu konditionieren,
wird das harzartige Material von dem Kontakt mit der Zusammensetzung
entfernt. Das harzartige Material kann dann gegebenenfalls gespült werden,
und wird bevorzugt mit Wasser gespült.
-
Das
konditionierte harzartige Material kann dann durch Ätzen texturiert
werden. Jede konventionelle Ätzzusammensetzung
kann verwendet werden. Bevorzugt wird das konditionierte harzartige
Material durch Ätzen
mit einer Permanganatzusammensetzung texturiert. Diese Permanganatätzzusammensetzungen
sind dem Fachmann allgemein bekannt. Diese Permanganatzusammensetzungen
umfassen eine oder mehrere Quellen von Permanganationen, eine oder
mehrere Hydroxidionenquellen und Wasser. Geeignete Permanganationenquellen
umfassen Natriumpermanganat, Kaliumpermanganat und dergleichen,
sind aber nicht darauf beschränkt.
Die Konzentration von Permanganat kann in dem Bereich von etwa 20
bis etwa 150 g/l liegen.
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Jedes
Alkalimetallhydroxid oder Erdalkalimetallhydroxid kann in den Permanganatätzzusammensetzungen
als die Hydroxidionenquelle verwendet werden. Bevorzugt ist die
Hydroxidionenquelle ein Alkalimetallhydroxid. Geeignete Alkalimetallhydroxide
umfassen Lithiumhydroxid, Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Rubidiumhydroxid
und Cäsiumhydroxid.
Es ist bevorzugt, daß die
Hydroxidionenquelle Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid ist. Gemische
aus Hydroxidionenquellen können
ebenso verwendet werden. Hydroxidionenquellen werden in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
in einer Menge verwendet, so daß der
pH der Permanganatätzzusammensetzung
etwa 12 bis 14 beträgt.
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Wenn
das harzartige Material mit der Permanganatätzzusammensetzung kontaktiert
wird, kann das harzartige Material dann mit Wasser gespült und dann
neutralisiert werden, wie mit verdünnter Säure/Wasserstoffperoxid.
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Die
erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
sind ebenso beim Konditionieren von Harz, wie Harzschmiere, zur
Entfernung von harzartigen Substraten mit einem Ätzmittel nützlich. Insbesondere ist die
vorliegende Erfindung nützlich,
harzartige Substrate zur Metallisierung, zum Entschmieren von Harz
von den Innenwänden
von Löchern
in harzartigen Substraten, für
Lochreinigungsverfahren für
mehrschichtige Leiterplatten und für Rückätzverfahren für Leiterplatten
herzustellen. Bevorzugt ist das Substrat eine gedruckte Verdrahtungsplatte
bzw. Leiterplatte. Bevorzugt umfaßt die gedruckte Verdrahtungsplatte
bzw. Leiterplatte eine oder mehrere Schichten, einschließlich Epoxyharz,
Glas/Epoxyharz, Polyimidharze, Cyanatesterharze, Bismaleimidtriazinharze
(„BT"), harzbeschichtete
Materialien („RCC") und Verbundstoffe
davon.
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Substrate,
enthaltend Harz, das texturiert und/oder entfernt werden soll, wie
Harzschmiere, können durch
jedes konventionelle Mittel unter Verwendung der Zusammensetzungen
und Verfahren der vorliegenden Erfindung verarbeitet werden. Beispielsweise
können
bei der Herstellung einer gedruckten Verdrahtungsplatte bzw. Leiterplatte
(„PWB") die folgenden Schritte
eingesetzt werden:
- 1. Die PWB wird mit einer
Lösungsmittelquellzusammensetzung
der vorliegenden Erfindung vor dem Ätzen kontaktiert. Diese Lösungsmittelquellung
konditioniert das Harz zur Texturierung, entfernt Öle oder Schmutz,
unterstützt
die gleichmäßige Benetzung
der Substratoberflächen,
sowohl Harz als auch Metall, und durchdringt und erweicht das Harz
leicht, was den Permanganatangriff des Harzes unterstützt. In
einer alternativen Ausführungsform
können
die vorhandenen Lösungsmittelquellzusammensetzungen
durch jedes in der Technik bekannte Mittel mit Ultraschall behandelt
werden.
- 2. Die gereinigte PWB wird dann gegebenenfalls gespült, um die
Reinigungslösung
zu entfernen.
- 3. Die gespülte
PWB wird dann mit den Permanganatätzzusammensetzungen für eine ausreichende
Zeit kontaktiert, um die gewünschte
Harztexturierung und/oder Entfernung zu bewirken. Die tatsächlich eingesetzten
Bedingungen werden mit dem gewünschten
Typ der Ätzung
variieren, beispielsweise können
Texturierung und Entschmierung nur einen kurzen Zeitraum erfordern,
während
das Rückätzen einen
längeren Zeitraum
erforderlich macht. Geeignete Zeiten zum Texturieren und/oder Entschmieren
betragen etwa 30 Sekunden bis etwa 30 Minuten, stärker bevorzugt
etwa 90 Sekunden bis etwa 10 Minuten. In einer alternativen Ausführungsform
können
die Permanganatätzzusammensetzungen
durch jedes in der Technik bekannte Mittel mit Ultraschall behandelt
werden.
- 4. Nach der Permanganatätzung
wird die PWB gründlich
gespült.
- 5. Die gespülte
PWB wird dann mit einer Säureneutralisierungslösung, wie
verdünnter
Schwefelsäure
und Wasserstoffperoxid, kontaktiert, um im wesentlichen die gesamten
Permanganat- und Manganreste von der Platte zu entfernen.
- 6. Nach der Säureneutralisierung
wurde die PWB erneut gespült.
Die PWB ist dann für
die anschließende Metallisierung
fertig.
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Die
Metallisierung der PWB kann durch jedes geeignete Verfahren in der
Technik durchgeführt
werden. Geeignete Verfahren umfassen stromloses Plattieren oder
direktes Plattieren der PWB, sind aber nicht darauf beschränkt. Oftmals
enthält
die PWB sowohl eine harzartige Komponenten als auch eine Metallplattierungskomponente.
Die Metallplattierung kann Kupfer, Nickel oder jedes andere geeignete
Metall sein, das in der Schaltkreistechnik eingesetzt wird. Vorteilhafterweise
stellt die poröse
texturierte Oberfläche
des harzartigen Materials der PWB eine Ankerstruktur für abgeschiedenes
Metall bereit, um daran zu greifen. Ein solches mechanisches Mittel
zum Halten des abgeschiedenen Metalls auf dem Harzmaterial verbessert
die Haftung zwischen dem Metall und dem harzartigen Material der
PWB. Folglich wird die Delaminierung des galvanischen Überzugs,
speziell von einem Harz in Durchgangslochwänden, beseitigt oder signifikant
während
des Lebens der elektronischen Vor richtungen verringert, in denen
die PWB eingesetzt wird. Die Delaminierung des galvanischen Überzugs
von Harz in Durchgangslochwänden
führt zu
Verbindungsfehlern. Ebenso wird das Verziehen, die Blasenbildung
und das Zerbrechen des metallisierten Produktes verringert oder
verhindert.
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Wenn
stromloses Plattieren durchgeführt
wird, wird das poröse
texturierte Harzmaterial der PWB durch Einsetzen eines Aktivators
elektrisch leitfähig
gemacht. Diese Aktivatoren können
kolloidale Katalysatoren von Edel- oder Nicht-Edelmetallen sein.
Viele kommerzielle Aktivatoren enthalten ein oder mehrere der Edelmetalle
(Au, Ag, Pt, Pd, Ir, Rh, Ru und Os). Besonders bevorzugte Edelmetalle
sind Pd, Pt, Ag und Au. Das am stärksten bevorzugte ist Palladium.
Oftmals wird Palladium als ein Zinn-Palladium-Kolloid eingesetzt. Geeignete
Nicht-Edelmetalle umfassen Cu und Ni, sind aber nicht darauf beschränkt. Das
bevorzugte Nicht-Edelmetall ist Kupfer. Oftmals wird das Kupfer
in dem kolloidalen Katalysator als ein Kupferoxid eingesetzt.
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Wenn
vorteilhafterweise die kolloidalen Edel- und Nicht-Edelmetallkatalysatoren
auf das texturierte harzartige Material aufgetragen werden, werden
die kolloidalen Teilchen innerhalb der Poren auf der Oberfläche eingefangen
und setzen sich auf der Oberseite der texturierten harzartigen Oberfläche ab.
Die kolloidalen Katalysatorteilchen, die durch das poröse texturierte
harzartige Material dispergiert werden, fungieren als Keimkristalle
zur Abscheidung des Metalls in den Poren und auf der Oberfläche des
Harzes. Eine solche Metallschicht ist über die Harzoberfläche kontinuierlich
und gut durch die Poren der texturierten harzartigen Oberfläche verankert,
wodurch eine Metallschicht auf der Harzoberfläche mit einer Bindung von hoher
Integrität
gebildet wird.
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Die
heterocyclische Stickstoff- und Glycol-Lösungsmittelquellzusammensetzung
und das Verfahren der vorliegenden Erfindung können verwendet werden, um ein
harzartiges Substrat für
jedes stromlose Plattierverfahren, das in der Technik eingesetzt
wird, herzustellen. Ein Beispiel von einem Verfahren zum stromlosen
Plattieren ist ein Verfahren gemäß den Schritten
mit folgender Reihenfolge:
- 1. Kontaktieren
einer metallplattierten Epoxyharz-PWB, die gemäß der heterocyclische Stickstoff-
und Glycol-Lösungsmittelquellungsätzung und
Neutralisierungsverfahren der vorliegenden Erfindung texturiert worden
ist.
- 2. Spülen
der PWB mit Wasser für
etwa 4 Minuten.
- 3. Behandeln der PWB mit einem Sensibilisator zur Optimierung
der Katalysatoraufnahme.
- 4. Spülen
der PWB mit Wasser für
etwa 4 Minuten.
- 5. Ätzen
des metallplattierten Laminats in einer Mikroätzung für etwa zwei Minuten.
- 6. Spülen
der PWB mit Wasser für
etwa 4 Minuten.
- 7. Behandeln der PWB mit einer Vortauchlösung für etwa 1 Minute.
- 8. Behandeln der PWB mit einem Zinn/Palladium-Katalysator für etwa 4
Minuten.
- 9. Spülen
der PWB mit Wasser für
etwa 4 Minuten.
- 10. Stromloses Abscheiden von Metall auf der Metallplattierung
und dem texturierten harzartigen Material der PWB.
- 11. Direktes Plattieren von Metall auf der stromlos abgeschiedenen,
metallbeschichteten PWB.
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Beschleuniger
sind optional und werden eingesetzt, um die katalytische Aktivität des Aktivators
beim Plattieren von Metall aus dem Bad zu erhöhen oder zu optimieren, welches
die Quelle des Metalls beim stromlosen Plattieren bereitstellt.
Jeder Beschleuniger, der in der Technik eingesetzt wird, kann verwendet
werden. Ein Beispiel eines bevorzugten Beschleunigers ist der Fluorborat-basierende
Beschleuniger. Geeignete Bäder, die
die Quelle an Metall beim stromlosen Plattieren bereitstellen, sind
jegliche Bäder,
die in der Technik des stromlosen Plattierens eingesetzt werden.
Die Typen und Mengen an Komponenten in solchen Bädern variieren beträchtlich.
Beispielsweise kann ein wässeriges
Bad für
stromlose Kupferabscheidung etwa 5,0 bis etwa 25 Gew.-% Kupfersulfat,
einen Komplexbildner wie EDTA (Ethylendiamintetraessigsäure) von
etwa 20 bis etwa 40 g/l, ein Reduktionsmittel wie Formaldehyd von
etwa 0,5 bis etwa 8 g/l und Natriumhydroxid von etwa 3 bis etwa
15 g/l enthalten.
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Während die
vorliegende Erfindung in bezug auf Verfahren für gedruckte Verdrahtungsplatten
bzw. Leiterplatten beschrieben worden ist, wird durch den Fachmann
beurteilt, daß die
vorliegende Erfindung ebenso auf eine breite Vielzahl von harzarti gen
Substraten angewendet werden kann, welche in einer breiten Vielzahl
von Anwendungen verwendet werden können, wo die Quellung des Harzes
erwünscht
ist.
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Wie
oben erwähnt,
ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß das harzartige Material so
texturiert wird, daß eine
Metallschicht auf dem harzartigen Material abgeschieden wird, was
eine mechanische Bindung mit hoher Integrität zwischen dem Metall und Harz
bildet. Die Haftung zwischen dem Harz und dem Metall ist so, daß das Metall
ohne weiteres von dem Harz abgetrennt wird. Daher ist die vorliegende
Erfindung speziell für
Anwendungen geeignet, wo die poröse
Texturierung von einem Harz erwünscht
ist.
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Überraschenderweise
kann die Harzentfernungsrate durch Einstellen der Konzentrationen
von heterocyclischen Stickstoff- und Glycolverbindungen in den Lösungsmittelquellzusammensetzungen
kontrolliert werden. Das Erhöhen
der Menge an heterocyclischem Stickstoff und/oder Glycol erhöht die Menge
an Harz, das von einem Substrat für einen gegebenen Zeitraum
entfernt wird. Daher stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren
zur Kontrolle der Rate der Harzentfernung von einem Substrat unter
Verwendung einer Zusammensetzung, einschließlich einer oder mehrerer heterocyclischer
Stickstoffverbindungen und/oder Glycole, bereit.
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Das
folgende Beispiel soll verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung
weiter darstellen, aber ist nicht auf den Umfang der Erfindung in
irgendeinem Aspekt beschränkt.
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Beispiel
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Die
folgenden Vergleichstests zeigten, daß heterocyclische Stickstoff-
und Glycol-Lösungsmittelquellzusammensetzungen
der vorliegenden Erfindung harzartige Materialien zur Texturierung
mit einem Ätzmittel konditionieren,
so daß eine
Bindung mit hoher Integrität
zwischen dem Harz und dem abgeschiedenen Metall gebildet werden
kann. Ebenso zeigten die Tests, daß die heterocyclische Stickstoff-
und Glycol-Lösungsmittelquellzusammensetzungen
der vorliegenden Erfindung das Harzgewicht verringerten, und zum
Entschmierungsverfahren während
der PWB-Herstellung geeignet sind.
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Lösungsmittelquellungen
der vorliegenden Erfindung, die verwendet wurden, bestanden aus
40 Vol.-% Ethylenglycolmonophenylether und 40 Vol.-% N-Methyl-2-pyrrolidon (NMP),
10 Vol.-% Ethylenglycolmonophenylether und 20 Vol.-% N-Methyl-2-pyrrolidon
(NMP), 20 Vol.-% Ethylenglycolmonophenylether und 20 Vol.-% N-Methyl-2-pyrrolidon
(NMP), 20 Vol.-% Ethylenglycolmonophenylether und 40 Vol.-% N-Methyl-2-pyrrolidon
(NMP) und 40 Vol.-% Ethylenglycolmonophenylether und 20 Vol.-% N-Methyl-2-pyrrolidon (NMP).
Der Rest der Zusammensetzungen war Wasser, um jede Lösungsmittelquellzusammensetzung
auf etwa 100 Vol.-% zu bringen.
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Acht
Kontrollösungsmittelquellzusammensetzungen
wurden eingesetzt. Eine erste Kontrollösungsmittelquellung (Standardentschmierformulierung)
enthielt Diethylenglycolmonobutylether, Natriumhydroxid und ein
Benetzungsmittel. Eine zweite Kontrollösungsmittelquellung (Standardentschmierformulierung)
enthielt Diethylenglycolmonobutylether, Triethylenglycolmonomethylether,
Natriumhydroxid und ein Benetzungsmittel. Eine dritte Kontrollzusammensetzung
enthielt 100 Vol.-% Diethylenglycolmonobutylether. Die restlichen
fünf Kontrollösungsmittelquellungen
enthielten 10 Vol.-%, 20 Vol.-%, 30 Vol.-%, 40 Vol.-% und 50 Vol.-%
NMP mit dem Rest Wasser.
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Vier
Typen von harzartigen Materialien wurden eingesetzt, um die heterocyclischen
Stickstoff- und Glycol-Lösungsmittelquellzusammensetzungen
der vorliegenden Erfindung hinsichtlich ihrer Fähigkeit zu quellen und für die Texturierung
von harzartigem Material zu konditionieren, zu testen. Ein harzartiges
Material, das eingesetzt wurde, war Duraver®-E-Cu
Qualität
117 Epoxygrundmaterial (erhältlich
von Isola Laminate Systems Corp., La Crosse, WI, U.S.A.) und ein
zweites war Polyclad® 370 Epoxygrundmaterial
(erhältlich
von Polyclad Laminates, Inc., Franklin, NH, U.S.A). Ebenso ein Standard-Duraver®-E-Cu
Qualität
104, FR-4 Epoxy/Glasmaterial (erhältlich von Isola Laminate Systems
Corp., La Crosse, WI, U.S.A.) und Nelco® 4000-6
mit hoher Tg multifunktionelles Epoxylaminat. Das Duraver®-E-Cu
Qualität
117 Epoxygrundmaterial (Isola E117) wies eine Tg von etwa 170°C auf. Das
Duraver®-E-Cu
Qualität
104 (Isola E104) wies eine Tg von etwa 135°C auf (Material mit niedriger Tg,
d. h., unter 150°C).
Das Polyclad® 370
wies eine Tg von etwa 175°C
auf und das Nelco®4000-6 wies eine Tg von
etwa 180°C
auf.
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Die
Lösungsmittelquellzusammensetzungen
der vorliegenden Erfindung wurden hinsichtlich der Lösungsmittelquellkonditionierfähigkeit
von Harzmaterial zur Entfernung von Harz mit Ätzmittel getestet. Die Konditionierfähigkeit
der Lösungsmittelquellzusammensetzungen
der vorliegenden Erfindung steht im Gegensatz zu der Kontrollösungsmittelquellung
1, Kontrollösungsmittelquellung
2 und den Kontroll-NMP-Lösungsmittelquellungen
unter Verwendung von Harzmaterialen Isola E104 (niedrige Tg) und
Isola E117 (hohe Tg). Die Kontroll-NMP-Lösungsmittelquellungen wurden
nicht auf das Isola-E104-Harz aufgetragen und Circuposit® 4125 wurde
nicht auf das Isola-E117-Harz aufgetragen. Der 100vol.-%ige Diethylenglycolmonobutylether
wurde hinsichtlich der Harzentfernung nicht getestet, sondern nur
für die
Texturierung, wie nachstehend erläutert.
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Die
Harzmaterialien wurden in Abschnitte von etwa 7,5 cm × 7,5 cm
geschnitten und wiesen eine Dicke von etwa 1,6 mm auf. Jeder Harzabschnitt
wurde in einem konventionellen Konvektionsofen bei etwa 105°C (etwa 220°F) für etwa eine
Stunde getrocknet, bis ein konstantes Gewicht erreicht wurde. Jeder
Abschnitt wurde auf einer Standardanalysewaage gewogen. Jeder Abschnitt
wurde dann mit einer Lösungsmittelquellzusammensetzung
für etwa
15 Minuten bei etwa 85°C
(185°F)
behandelt. Jeder behandelte Harzabschnitt wurde dann mit Wasser
für etwa
4 Minuten gespült,
gefolgt von Ätzen
für etwa
15 Minuten bei etwa 85°C,
wodurch das Harz von den Abschnitten entfernt wurde. Das eingesetzte Ätzmittel
war Circuposit® 4130,
ein Alkalipermanganatätzbad
(erhältlich
von Shipley Company, Marlborough, MA, U.S.A.). Nachdem das Ätzen beendet war,
wurde jeder Abschnitt mit Wasser für etwa 4 Minuten gespült, gefolgt
von Behandeln der Abschnitte mit einem Neutralisationsmittel zur
Entfernung der gesamten Permanganatreste von den Abschnitten. Das
eingesetzte Neutralisationsmittel war eine wässerige Lösung aus verdünnter Schwefelsäure und
Wasserstoffperoxid. Alle Abschnitte wurden dann in den konventionellen
Konvektionsofen bei etwa 105°C über etwa
48 Stunden zum Trocknen gegeben. Nach dem Trocknen wurden die blanken
Laminatabschnitte unter Verwendung der Standardanalysewaage gewogen,
um den Gewichtsverlust oder Harzverlust aus den Abschnitten zu bestimmen.
Der durchschnittliche Gewichtsverlust für jede Lösungsmittelquellung wird in
der nachstehenden Tabelle als Gewichtsverlust/Oberfläche (mg/cm2) aufgezeichnet.
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Die
Ergebnisse zeigten, daß die
erfindungsgemäßen Lösungsmittelquellungen
besser waren als die Kontrollösungsmittelquellungen
1 und 2 beim Konditionieren des Isola-E104-Harzmaterials zur Harzentfernung.
Die Kontrollösungsmittelquellung
1 wies einen Gewichtsverlust von –0,30 mg/cm2 und
einen Gewichtsverlust von –0,31
mg/cm2 auf. Die erfindungsgemäßen Lösungsmittelquellungen
wiesen einen geringen Gewichtsverlust von –0,55 mg/cm2 (10
Vol.-% Ethylenglycolmonophenylether und 20 Vol.-% NMP) und einen
hohen Gewichtsverlust von –0,67
mg/cm2 (40 Vol.-% Ethylenglycolmonophenylether
und 20 Vol.-% NMP und 40 Vol.-% Ethylenglycolmonophenylether und
40 Vol.-% NMP) auf. Daher zeigten die erfindungsgemäßen Lösungsmittelquellungen
verbessertes Harzkonditionieren für die Harzentfernung gegenüber sowohl
der Kontrollösungsmittelquellungszusammensetzung
1 als auch der Kontrollösungsmittelquellungszusammensetzung
2 für ein
Harzmaterial mit niedriger Tg. Sowohl die Kontrolle 1 als auch die
Kontrolle 2 waren Glycol-enthaltende Lösungsmittelquellungen ohne
heterocyclische Stickstoffverbindungen.
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Die
erfindungsgemäßen Lösungsmittelquellungen
zeigten ebenso verbessertes Konditionieren für die Harzentfernung mit Harzmaterial
mit hoher Tg als die Kontrolllösungsmittelquellung
1 und das meiste der NMP- und Wasserlösungsmittelquellungen. Die
Kontrollösungsmittelquellung
1 wies einen Gewichtsverlust von –0,29 mg/cm2 auf,
und die Formulierungen, enthaltend 10 Vol.-%, 20 Vol.-% und 30 Vol.-%
NMP mit dem Rest Wasser, wiesen Gewichtsverlustwerte unter den Gewichtsverlustwerten
der erfindungsgemäßen Lösungsmittelquellungen
auf (siehe nachstehende Tabelle). Obwohl die 40 Vol.-% und 50 Vol.-%
NMP-Lösungsmittelquellungen
Gewichtsverlustwerte von höher
als drei Formulierungen der vorliegenden Erfindung aufwiesen (siehe
Durchläufe
8, 10 und 12), wiesen die gesamten erfindungsgemäßen Lösungsmittelquellungen verbesserten
Gewichtsverlust gegenüber
den Kontrollzusammensetzungen auf.
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Kupferplattierte
Abschnitte der zuvor identifizierten harzartigen Materialien wurden
eingesetzt, um die Fähigkeit
der erfindungsgemäßen Lösungsmittelquellungen,
harzartiges Material zur porösen
Texturierung mit einem Ätzmittel
zu konditionieren, zu testen. Die kupferplattierten Abschnitte waren
von denselben Dimensionen wie für
alle oben beschriebenen Harzabschnitte, außer daß jeder kupferplattierte Abschnitt
10 bis 15 Durchgangslöcher
aufwies. Der Durchmesser der Durchgangslöcher betrug etwa 1,0 mm. Jeder
kupferplattierte Abschnitt wurde mit einer Lösungsmittelquellung, einem Ätzmittel
und Neutralisationsmittel behandelt und gemäß den Schritten und Bedingungen,
die oben für
alle Harzabschnitte beschrieben wurden, gespült.
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Jeder
kupferplattierte Abschnitt wurde seitlich geschnitten, so daß die Oberfläche von
einem oder mehreren Durchgangslöchern
hinsichtlich der Texturierung untersucht wurde. Die Prüfung wurde
unter Verwendung eines Standardrasterelektronenmikroskops durchgeführt. Die
Mikroaufnahmen wurden von den Seiten der behandelten Durchgangslöcher unter
Verwendung einer Kamera, die an das Elektronenmikroskop angeschlossen
ist, aufgenommen. Jede Mikroaufnahme wurde bei etwa 2000X aufgenommen.
Die Mikroaufnahmen werden in den 1A–B bis 12A–D
der Zeichnungen offenbart.
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Alle
Abschnitte wurden hinsichtlich der Texturierung beobachtet, und
die Qualität
der Texturierung wurde aufgezeichnet. Schlechte Texturierung wurde
mit P angegeben, mäßige Texturierung
mit M und gute Texturierung mit G (siehe nachstehende Tabelle).
Ein schlecht texturiertes harzartiges Material wies ein glattes und/oder
schindelartiges oder schieferartiges Aussehen unter dem Elektronenmikroskop
auf. Schindelartiges oder schieferartiges Aussehen innerhalb des
Umfangs der vorliegenden Erfindung bedeutet splitterige oder ungleichmäßig überlappende
Schichten (siehe 1A–B bis 5A–B und 7A–B). Schlechte
Texturierung umfaßt
ebenso eine Oberflächentopographie
von kleinen Oberflächenvorsprüngen und
spärlicher
Dispersion von Löchern
oder Bohrlöchern
(siehe 6). Mäßige Texturierung
zeigte etwas Porosität
(siehe 10C und 12C).
Gute Texturierung zeigte signifikante Porosität (siehe 8A–C, 9A–D, 10A–B
und 10D, 11A–11D, und 12A–B und 12D). Diese Porosität deckte über mindestens etwa 60 % des
Lösungsmittelquellungs-behandelten
harzartigen Materials ab.
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Alle
Lösungsmittelquellungen
wurden verwendet, um einen Isola E104 kupferplattierten Abschnitt
mit niedriger Tg zu konditionieren, außer die 100%ige Diethylenglycolmonobutyletherzusammensetzung.
Die Texturierungsergebnisse waren in allen Abschnitten, die behandelt
wurden, gut. Die poröse
Texturierung wurde auf allen Abschnitten beobachtet. 8A (40
Vol.-% Ethylenglycolmonophenylether/40 Vol.-% NMP), 9A (10
Vol.-% Ethylenglycolmonophenylether/20 Vol.-% NMP), 10A (20 Vol.-% Ethylenglycolmonophenylether/20
Vol.-% NMP), 11A (20 Vol.-% Ethylenglycolmonophenylether/40
Vol.-% NMP) und 12A (40 Vol.-% Ethylenglycolmonophenylether/20
Vol.-% NMP) sind Mikroaufnahmen von Isola E104, konditioniert mit erfindungsgemäßen Lösungsmittelquellungen.
Die poröse
Texturierung resultierte aus der Konditionierung der Lösungsmittelquellungen,
gefolgt von Ätzen.
Die Mikroaufnahmen der Kontrollösungsmittelquellungen
werden nicht gezeigt.
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1A, 2A, 3A, 4A und 5A sind
Mikroaufnahmen von Isola-E117-Abschnitten mit hoher Tg, behandelt
mit Kontrollen, enthaltend 10 Vol.-% NMP, 20 Vol.-% NMP, 30 Vol.-%
NMP, 40 Vol.-% NMP bzw. 50 Vol.-% NMP. 1B, 2B, 3B, 4B und 5B sind
Mikroaufnahmen von Polyclad®-370-Abschnitten, behandelt
mit Kontrollzusammensetzungen, 10 Vol.-% NMP, 20 Vol.-% NMP, 30
Vol.-% NMP, 40 Vol.-% NMP bzw. 50 Vol.-% NMP. Alle NMP-Kontrollen
konditionierten die Abschnitte schlecht. Das Ätzverfahren erzeugte Texturierung
vom Schindeltyp. Diese schlechte Texturierung wurde ebenso mit den Kontroll-NMP-Lösungsmittelquellungen
mit den Nelco®-4000-6-Abschnitten
mit hoher Tg erzeugt (Mikroaufnahmen nicht gezeigt).
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Der
100vol.-%ige Diethylenglycolmonobutylether wurde ebenso verwendet,
um einen Isola-E117-Abschnitt zu konditionieren. Die Konditionierung
erzeugte schlechte Texturierergebnisse, wie in 6 gezeigt. Die
erzeugte Topographie waren kleine Beulen und dispergierte Löcher und
Bohrlöcher.
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Ein
kupferplattierter Isola-E117-Abschnitt mit hoher Tg und ein kupferplattierter
Polyclad®-370-Abschnitt
mit hoher Tg wurden mit der Kontrollösungsmittelquellung 1 und Kontrollösungsmittelquellung
2, beide Glycoletherlösungsmittelquellungsformulierungen,
behandelt. 1A–1B zeigen
Mikroaufnahmen von harzartigem Material von Isola E117 und Polyclad® 370,
die mit Standardlösungsmittelquellzusammensetzungen
der Kontrollösungsmittelquellung
1 bzw. Kontrollösungsmittelquellung
2 behandelt wurden. Die Ergebnisse waren schlecht. Die Mikroaufnahmen
zeigten Schindelung und Schieferung und keine Porosität. Schlechte Ergebnisse
wurden ebenso mit kupferplattierten Isola-E117- und Polyclad®-370-Abschnitten
erhalten, die mit Lösungsmittelquellungskontrollzusammensetzungen
behandelt wurden, enthaltend 10 Vol.-% N-Methyl-2-pyrrolidon, 20
Vol.-% N-Methyl-2-pyrrolidon, 30 Vol.-% N-Methyl-2-pyrrolidon, 40
Vol.-% N-Methyl-2-pyrrolidon und 50 Vol.-% N-Methyl-2-pyrrolidon. Die
Mikroaufnahmen (nicht in den Zeichnungen enthalten) zeigten Schindelung
des harzartigen Materials. Die schlechte Texturierung wurde ebenso
aus kupferplattierten Nelco®-4000-6-Abschnitten mit
hoher Tg erhalten, die mit den Kontrollösungsmittelquellzusammensetzungen
behandelt wurden (siehe nachstehende Tabelle).
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8B und 8C zeigen
Mikroaufnahmen eines kupferplattierten Isola-E117-Abschnittes mit
hoher Tg (8B), und eines Polyclad®-370-Abschnittes
mit hoher Tg (8C), die mit der Lösungsmittelquellzusammensetzung
behandelt wurden, enthaltend 40 Vol.-% Ethylenglycolmonophenylether/40
Vol.-% NMP/20 Vol.-% Wasser. In den Mikroaufnahmen der 8B–8C war
die Texturierung gut, d. h. porös.
Obwohl sich die poröse
Topographie von einem Material zum nächsten unterschied, zeigten
beide Abschnitte, die mit der erfindungsgemäßen Lösungsmittelquellzusammensetzung
behandelt wurden, eine sehr poröse
Oberfläche.
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9B bis 9D zeigen
Mikroaufnahmen von IsoIa-E117- (9B), Nelco®-4000-6
(9C), und Polyclad©-370-(9D)-Abschnitten,
die mit einer Lösungsmittelquellung
behandelt wurden, enthaltend 10 Vol.-% Ethylenglycolmonophenylether/20
Vol.-% N-Methyl-2-pyrrolidon/70
Vol.-% Wasser. Die gute Texturierung wurde auf allen drei Abschnitten
erhalten. 9B bis 9D zeigen
beträchtliche
Porosität.
Die Mikroaufnahmen zeigen tiefe Poren innerhalb der Oberfläche der
Abschnitte, die von hohen Peaks und Kämmen umgeben sind. Diese Texturierung
stellt gute mechanische Bindung mit einer abgeschiedenen Metallschicht bereit.
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10A bis 10D zeigen
Mikroaufnahmen von Isola-E117-Abschnitt (10B),
Nelco®-4000-6-Abschnitt
(10C) und Polyclad®-370-Abschnitt
(10D), behandelt mit 20 Vol.-% Ethylenglycoldiphenylether/20
Vol.-% NMP/60 Vol.-% Wasser. Die Lösungsmittelquellbehandlungen
konditionierten jeden Abschnitt so, daß beim Ätzen eine gute Oberflächentextur
auf zwei der Abschnitte (10B und 10D) unter mäßiger Texturierung
auf dem Nelco®-4000-6-Abschnitt
(10C) erzeugt wurde. 10B und 10D zeigen tiefe poröse Löcher, die mit hohen Peaks und
Kämmen
umgeben sind, um mechanische Bindungen mit dem abgeschiedenen Metall
mit hoher Integrität
bereitzustellen. Obwohl mäßige Texturierung
auf dem Nelco®-4000-6-Abschnitt
auftritt, wurde der Abschnitt ausreichend texturiert, um eine gute
mechanische Bindung mit einer abgeschiedenen Metallschicht bereitzustellen.
Außerdem
war die Texturierung noch ausreichend besser als die Abschnitte,
die mit den oben beschriebenen Kontrollzusammensetzungen behandelt
wurden.
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11B, 11C und 11D zeigen Mikroaufnahmen eines Isola E117-Abschnitts
(11B), eines Nelco®-4000-6-Abschnitts
(11C) und eines Polyclad®-370-Abschnitts
(11D), behandelt mit 20 Vol.-% Ethylenglycolmonophenylether/40
Vol.-% NMP/40 Vol.-% Wasser. Wie in den Mikroaufnahmen gezeigt, wurde
gute Texturierung erhalten. Poröse
Oberflächen
sind in allen Mikroaufnahmen offensichtlich.
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12B bis 12D zeigen
Mikroaufnahmen eines Isola-E117-Abschnitts (12B),
eines Nelco®-4000-6-Abschnitts
(12C) und Polyclad® 370
(12D), behandelt mit 40 Vol.-% Ethylenglycolmonophenylether/20
Vol.-% NMP/40 Vol.-% Wasser. Alle Abschnitte wiesen poröse Texturierung
auf. Die erfindungsgemäße Lösungsmittelquellzusammensetzung
konditionierte die Abschnitte so, daß sehr poröse Oberflächen durch Ätzen erzeugt wurden. 12C, welche die Mikroaufnahme des Nelco®-4000-6-Abschnitts ist, zeigte
mäßige Texturierung.
Jedoch war die Texturierung noch signifikant besser als die Texturierung
der Kontrollen.
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Die
erfindungsgemäßen Lösungsmittelquellzusammensetzungen
zeigten gute Texturierung oder poröse Texturierung auf harzartigem
Material mit sowohl hoher als auch niedriger Tg im Gegensatz zu
Lösungsmittelquellungen,
enthaltend Glycolether ohne eine heterocyclische Stickstoffverbindung,
und N-Methyl-2-pyrrolidon-Lösungsmittel quellungen
ohne einen Glycolether. Die tiefen Poren und hohen Peaks und Kämme auf den
behandelten harzartigen Oberflächen
stellen ein Mittel bereit, durch das das abgeschiedene Metall mechanische
Bindungen mit hoher Integrität
mit dem harzartigen Material bilden kann. Diese mechanischen Bindungen
mit hoher Integrität
verhindern die Delaminierung und verlängern das Leben der elektronischen
Vorrichtungen, in denen solche laminierten Strukturen eingesetzt
werden.
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